Приборы для измерения частотных характеристик

Приборы для исследования амплитудно-частотных характеристик применяются при ремонте, проверке и настройке телевизионных приемников. Они позволяют проводить измерение коэффициента передачи четырехполюсника в зависимости от частоты передаваемого сигнала. Коэффициент передачи (усиления) четырехполюсника дает возможность установить форму его амплитудной характеристики как функцию частоты.

Приборы содержат высокочастотный ЧМ-генератор, конструктивно совмещенный с осциллографическим индикатором. Частота ЧМ-генератора задается напряжением, подаваемым от генератора развертки, и этим же напряжением управляется луч электронно-лучевой трубки по горизонтали. Вход исследуемого четырехполюсника подключается к ЧМ-генератору, а его выход (через детектор) — к вертикальным пластинам электронно-лучевой трубки. Так как частота ЧМ-генератора и положение светового пятна на экране трубки по горизонтали определяются одним и тем же напряжением генератора развертки, то горизонтальную ось можно калибровать в единицах частоты.

Если выходное напряжение ЧМ-генератора имеет неизменную амплитуду при его модуляции по частоте, то амплитуда напряжения после четырехполюсника будет зависеть от его коэффициента передачи (усиления) на каждой частоте, и на экране электронно-лучевой трубки можно будет наблюдать амплитудно-частотную характеристику четырехполюсника.

7-1. Прибор для исследования амплитудно-частотных характеристик Х1-7

Прибор (рис. 7-1) предназначен для настройки телевизионных приемников, позволяя корректировать частотную характеристику видеоусилителя, производить настройку УПЧ

Выходное напряжение ЧМ-генератора — 100 мВ ± 50%.

Выходное сопротивление — 75 Ом ± 20%.

Маркировка частотной шкалы — через 1 МГц; отметки, кратные 10 МГц, выделяются но амплитуде.

Коэффициент паразитной амплитудной модуляции в пределах полосы частот 10 МГц — не более 5% на первом поддиапазоне и не более 20% на остальных поддиапазонах.

Чувствительность канала вертикальногв отклонения луча — не менее 0,4 мм/мВ, чувствительность со входа детектора — не менее 0,15 мм/мВ.

Входная емкость детектора — около 6 пФ.

Питание прибора осуществляется от сети переменного напряжения 127 или 220 В частотой 50 Гц; потребляемая мощность — не более 50 В • А.

Схема прибора

Прибор XI-7 представляет собой высокочастотный свип-генератор, конструктивно совмещенный с осциллографическим индикатором. Принцип действия прибора заключается в следующем. На вход исследуемого четырехполюсника подается высокочастотный сигнал, модулированный по частоте. После прохождения четырехполюсника сигнал детектируется, усиливается и подводится к вертикально отклоняющимся пластинам электронно-лучевой трубки. Горизонтальная развертка осуществляется напряжением, по форме, фазе и частоте совпадающим с модулирующим током. При этих условиях на экране трубки будет кривая, соответствующая частотной характеристике исследуемого четырехполюсника. Отсчет размаха этой кривой по вертикали производится от нулевой линии, которую прочерчивает луч индикатора при обратном ходе развертки, т. е. в то время, когда ЧМ-генератор заперт.

Маркировка кривой по горизонтали (по оси частот) осуществляется следующим образом. К сеткам смесительной лампы подводятся напряжение ЧМ-генератора и напряжение от специального маркерного генератора, содержащее большое количество гармоник. Напряжение нулевых биений, образующихся в моменты совпадения частот ЧМ-генератора и гармоник маркерного генератора, подается на вертикально отклоняющие пластины индикатора. В результате наблюдаемая кривая маркируется по горизонтали всплесками, соответствующими точкам нулевых биений, расстояние между которыми в частотном масштабе равно основной частоте маркерного генератора.

Основными элементами структурной схемы прибора (рис. 7-2) являются: ЧМ-генератор, удвоитель частоты, смесительный каскад, маркерный генератор, смеситель, маркерный усилитель, частотный модулятор, осциллоскоп, выносной детектор и низковольтный стабилизированный выпрямитель для питания модулятора, трубки и всей схемы.

ЧМ-генератор, собранный на лампе VI типа 6Н15П (рис. 7-3), генерирует колебания в диапазоне частот 20...232 МГц. Выходное напряжение снимается с резистора R15, включенного в цепь катода генераторной лампы, и через переключатель S2 подводится к выходному разъему XI. Плавная регулировка выходного напряжения осуществляется потенциометром R7 ВЫХ. НАПР.. На исследуемый четырехполюсник сигнал подается с помощью кабеля, имеющего делитель для ослабления сигнала в 10 и 100 раз. На время обратного хода луча осциллоскопа генератор запирается отрицательным импульсом, подаваемым на управляющие сетки генераторной лампы.

Частотная модуляция производится следующим образом. Контурные катушки L1 и L2 генератора, намотанные на ферритовом сердечнике специальной формы, размещены в зазоре модуляционного дросселя L9. По обмотке дросселя, подключенной к специальной обмотке силового трансформатора, протекает переменный ток, создающий в магни-топроводе дросселя изменяющийся магнитный поток. Магнитная проводимость ферритового сердечника, а следовательно, и индуктивность контурных катушек L1 и L2 генератора изменяются в зависимости от изменения магнитного потока дросселя, что приводит к изменению частоты генератора по закону модулирующего тока. Полоса изменения частоты (девиация) плавно регулируется изменением силы модулирующего тока с помощью частоты, собранного на правой половине этой же лампы.

На резисторе R23 в цепи катода лампы смесителя выделяется напряжение биений, которое через переключатель S2 подается на выходной разъем прибора. Изменяя среднюю частоту ЧМ-генератора, можно плавно смещать полосу частотной модуляции, равную 10 МГц, в пределах 0...15 МГц.

В состав маркерного устройства входят: кварцевый генератор частоты 1 МГц, стабилизируемый кварцем Z1, включенным в цепь управляющей сетки лампы V3 типа 6Н1П (множительные контуры L6C26 и L7C28, настроенные на частоту 10 МГц, включены в анодную цепь правой половины лампы V3); смеситель и маркерный усилитель. На вход смесителя подаются напряжения основных частот 1 и 10 МГц и напряжение ЧМ-генератора. В момент совпадения частоты ЧМ-генератора с одной из гармоник кварцевого генератора образуются биения, которые усиливаются и формируются узкополосным усилителем, собранным на триодной части лампы V4 типа 6Н1П и правой половине лампы V5 типа 6Н2П, после чего вводятся в канал вертикального отклонения луча, где накладываются на линию, отображающую частотную характеристику в виде всплесков с расстоянием между ними в частотном масштабе, равным 1 МГц.

Благодаря большой амплитуде сигнале частотой 10 МГц, снимаемого с контуре L7C28, отметки, кратные 10 МГц, выделяются по амплитуде. Последнюю можно регулировать потенциометром R38 АМПЛИТУДА МАРО потенциометра R86 МАСШТАБ. Установка требуемой средней частоты любого поддиапазона производится потенциометром R97 СРЕДНЯЯ ЧАСТОТА, посредством которого изменяется сила постоянного тока, протекающего во второй обмотке модуляционного дросселя.

В целях повышения стабильности средней частоты ЧМ-генератора питание лампы V9 типа 6П1П осуществляется стабилизированным напряжением +150 В, снимаемым со стабилизатора V10 типа СП П. Переключение поддиапазонов производится скачкообразным изменением напряжения на экранной сетке лампы V9 с помощью переключателя S2.

Для генерирования частот первого поддиапазона (0,1...15 МГц) используется метод биений: сигналы ЧМ-генератора, генерируемые в диапазоне частот 20...35 МГц, складываются с сигналом частотой 20 МГц, подаваемым от удвоителя частоты.

Смесительный каскад выполнен на левой половине лампы V2 типа 6НЗП. К управляющей сетке лампы подводится напряжение от ЧМ-генератора и от удвоителя К.

Усилитель канала вертикального отклонения луча выполнен на двух каскадах: первый собран на левой половине лампы V5 типа 6Н2П, второй — на двойном триоде V6 типа 6Н15П. С помощью переключателя S1 выбирается требуемая полярность осциллограммы, а потенциометром R68 УСИЛЕНИЕ Y регулируется усиление. Положение осциллограммы по вертикали устанавливается потенциометром R84 СМЕЩЕНИЕ Y.

Горизонтальная развертка осуществляется синусоидальным напряжением частотой 50 Гц, которое снимается со специальной обмотки силового трансформатора 77 и через фазосдвигающую цепочку R57C41, R54C39, R58C42, R55C40 подводится к отклоняющим пластинам электронно-лучевой трубки V8 типа ЛО-247. Горизонтальное смещение луча производится потенциометром R43, ось которого выведена под шлиц.

Детектор выполнен в виде выносной головки на миниатюрном диоде V7 типа 6Д6А. Входная емкость ее не превышает 6 пФ.

Питание прибора осуществляется от двух выпрямителей: первый ( + 280 В) служит для питания анодно-экранных цепей электронных ламп; второй (—550 В) вырабатывает напряжение, которое, будучи сложенным с напряжением первого выпрямителя, используется для питания электронно-лучевой трубки.

Работа с прибором

Для подготовки прибора Х1-7 к работе необходимо:

Убедившись в соответствии положения переключателя сети прибора значению питающего напряжения, подключить кабель питания к колодке и к сети.

Вставить в соответствующие гнезда выходной ВЧ-кабель и кабель детекторной головки.

Включить прибор, повернув ручку ЯРКОСТЬ по часовой стрелке (при этом должна загореться сигнальная лампочка), и дать прогреться прибору в течение 1...2 мин.

Ручками ЯРКОСТЬ, ФОКУС и СМЕЩЕНИЕ Y установить необходимые яркость, фокусировку и положение луча на экране трубки.

Соединить вход детекторной головки с выходом 1 : 1 ВЧ-кабеля (при этом на экране должно появиться изображение собственной частотной характеристики генератора).

6. Проверить работоспособность прибора на всех частотных поддиапазонах. Амплитуда маркерных отметок должна плавно регулироваться потенциометром R38 АМПЛИТУДА МАРОК. При вращении ручки МАСШТАБ марки должны плавно раздвигаться, а при вращении ручки СРЕДНЯЯ ЧАСТОТА — перемещаться по экрану. Отсчет марок производить, начиная с высокочастотного конца поддиапазона.

При вращений ручек УСИЛЕНИЕ Y и ВЫХ. НАПР. собственная частотная характеристика генератора должна плавно меняться по амплитуде от нуля до максимального значения. При переключении тумблера ПОЛЯРНОСТЬ на задней стенке прибора осциллограмма должна опрокидываться. Для получения действительной частотной характеристики генератора соединительные концы детекторной головки с выходным кабелем должны быть как можно короче.

При работе с прибором Х1-7 необходимо обращать внимание на следующие факторы, влияющие на точность измерения:

При любых измерениях следует обращать особое внимание на качество заземления и длину соединительных проводников, находящихся под высокочастотным потенциалом. Конструкция детекторной головки и выходного кабеля прибора предусматривает их подключение к исследуемой схеме посредством голых проводников диаметром 0,8... 1 мм, подпаиваемых непосредственно к схеме. Длина этих проводников должна быть как можно короче.

Наводка от посторонних генераторов на концы выходного кабеля или на исследуемую схему телевизора приводит к искажению изображения частотной характеристики.

Настройку исследуемых схем рекомендуется производить при минимально возможном уровне выходного сигнала прибора.

Амплитуда маркерных отметок должна быть минимальной.

Выходное сопротивление прибора (75 Ом) нужно учитывать при работе с приемниками, имеющими согласованный вход.

Для настройки видеоусилителя телевизионного приемника необходимо:

Отключив видеодетектор от схемы телевизора, подключить делитель выходного напряжения (клемма 1 : 1) прибора через конденсатор емкостью 5100... 10 000 пФ к точке включения видеодетектора.

Детекторную головку соединить с выходом видеоусилителя (точкой подключения модулятора кинескопа).

Переключатель поддиапазонов установить в положение 0,1—15.

Установив необходимый уровень выходного сигнала и усиления прибора по вертикали, получить огибающую частотной характеристики видеоусилителя на экране осциллоскопа.

Для настройки УПЧ канала изображения телевизора надо:

Отключив селектор каналов от телевизора, подключить делитель выходного напряжения (клемма 1 : 10) прибора к сетке первой лампы УПЧ через конденсатор емкостью 1000 пФ.

С нагрузки видеодетектора через резистор сопротивлением 100 кОм продетектированный сигнал низкочастотным кабелем подать на вход осциллоскопа. При настройке режекторного контура на частоту звука на вход УПЧ нужно подавать напряжение, намного больше, чтобы по резкому провалу на склоне резонансной кривой можно было судить о правильной настройке контура.

Для настройки УПЧ канала звука телевизора необходимо:

Делитель выходного напряжения (клемма 1 : 10) прибора подключить ко входу УПЧ через конденсатор емкостью 1000 пФ.

Соединив низкочастотный кабель прибора через резистор сопротивлением 100 кОм с управляющей сеткой лампы ограничителя, получить огибающую частотной характеристики УПЧ на экране осциллоскопа.

Для настройки частотного детектора телевизора нужно:

Подключить делитель выходного напряжения (клемма 1 : 1) прибора к управляющей сетке лампы усилителя-ограничителя.

Присоединив низкочастотный кабель прибора к нагрузке детектора, получить частотную характеристику детектора.

При настройке каскадов УВЧ телевизора надо учитывать следующее:

Если у настраиваемого приемника вход апериодический, то выходной делитель прибора со входом приемника должен быть соединен непосредственно.

В случае настроенного входа сигнал с делителя на вход приемника нужно подавать по кабелю длиной 5... 10 м с волновым сопротивлением, равным входному сопротивлению телевизора.

Если приемник прямого усиления, то вход осциллоскопа с нагрузкой детектора должен быть соединен через резистор сопротивлением 100 кОм.

Если приемник супергетеродинного типа, то сигнал с анода первого каскада УПЧ канала изображения должен быть снят с помощью выносного детектора прибора, а анодный контур этого каскада УПЧ должен быть зашунтирован резистором сопротивлением 100... 900 Ом.

Для согласования входа приемника с несимметричным кабелем необходимо:

Кабель длиной 10... 15 м соединить с выносным детектором прибора и входом телевизора.

Варьируя элементами входа, добиться полного затухания колебаний, наблюдаемых на экране осциллоскопа в полосе рабочих частот телевизора.

При измерении волнового сопротивления несимметричного кабеля поступают аналогично, но кабель нагружают на непроволочный переменный резистор и с его помощью добиваются полного затухания колебательного процесса. Измеренное омметром сопротивление будет равно волновому сопротивлению кабеля.